Plant Methods:拟南芥光合表型组学揭示长期节律变化的遗传力 (PhenoMate)


发布时间:

2020-12-11

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

基因组测序技术的最新进展已将植物科学的研究瓶颈从基因型转移到了表型。这种转变推动了表型学,高通量表型技术的发展。我们描述了一种自动化的高通量表型分析平台,Phenovator,该平台能够每天针对8个波长的光合作用,生长和光谱反射多次筛选1440种拟南芥植物。使用这种空前的表型分析能力,我们已经能够在时间和环境尺度上,检测到拟南芥种质之间所有遗传性状的显着遗传差异。很高的测量频率使我们可以观察到,遗传力不仅是性状特异性的,而且对于某些性状也是时间性的。这种连续的实时非破坏性表型将允许对植物体内稳态和发育动力学进行详细的遗传和生理研究。育种计划的成功与最终结果将在很大程度上取决于所采样的遗传变异。我们对性状遗传力的时间波动的观察表明,测量时刻可以产生持久的影响。最终,这种表观水平的技术将提供对植物生理学的更多动态见解,并为组学革命发挥其全部潜能提供必要的数据。本文采用瓦赫宁根大学高通量光合表型平台Phenovator(商业化名称PhenoMate)进行测量。

 

缺磷拟南芥中光系统II效率(ΦPSII)的分布。磷酸盐不足的植物的伪彩色ΦPSII图像,右侧的比例尺显示ΦPSII值从0(黑色)到1(绿色)。b将a图像绘制为特定ΦPSII值下的像素直方图。分布是双峰的,因此平均值无法恰当地代表植物的表型

 

Phenovator(PhenoMate)生成的图像示例。第一列显示了从0(黑色)到1(绿色)的光系统II效率(ΦPSII)的伪彩色图像。第二列显示光谱测量结果的红-绿-蓝(RGB)输出。第三列显示了在790 nm处通过近红外成像(NIR)生成的图像。这些行对应于四种不同的基因型,登录号Bur-0,Col-0,Can-0和Ely。Ely具有阿特拉津抗性,因此ΦPSII低得多。

 

来源:

Flood P J, Kruijer W, Schnabel S K, van der Schoor R, Jalink H, Snel J F H, Harbinson J, Aarts M G M. (2016) Phenomics for photosynthesis, growth and reflectance in Arabidopsis thaliana reveals circadian and long-term fluctuations in heritability. Plant Methods, 12: 14. https://doi.org/10.1186/s13007-016-0113-y

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